一種軌道車輛及其頭車排障裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛安全技術領域，特別是涉及一種軌道車輛及其頭車排障裝置。
【背景技術】
[0002]目前，隨著軌道車輛運營速度逐步提升，列車被動安全設計越來越受到重視。其中，為保證列車的正常行車安全，往往在高速動車組等快速列車的頭車前端底部設置排障裝置，以清除軌道上的障礙物。
[0003]目前，在排障裝置的傳統設計過程中，往往僅考慮其清除軌道面上障礙物的能力，因此，在針對不同速度等級列車進行排障結構設計時，人們對其排障能力的下限值均有明確要求，而對其上限值要求并不明確。但是，當軌道障礙物過大或者兩列車發生碰撞時，如果軌道車輛頭車前端排障裝置剛度過大(即所承受的最大載荷力過大)，會導致頭車前端斷面剛度的垂向分布失衡，降低動車組前端吸能結構的吸能特性，進而增大列車爬車、脫軌等風險。因此，需要對頭車前端排障器的結構剛度進行控制，以提高列車運營的安全性。
[0004]因此，如何設計一種軌道車輛的頭車排障裝置，以提高列車運營的安全性，避免發生碰撞事故時因排障裝置阻礙而無法有效吸收撞擊能量導致的爬車、脫軌等風險，是本領域技術人員目前亟需解決的技術問題。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種軌道車輛及其頭車排障裝置，在發生碰撞事故時，排障裝置能夠及時后移，以便為頭車的吸能部件釋放空間，保證吸能部件的吸能特性，進而提高車輛的被動安全性，防止發生爬車或者脫軌等安全事故。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種軌道車輛的頭車排障裝置，包括導流板和安裝于所述導流板內側面前端的前端骨架，以及安裝于所述導流板內側面兩側的縱梁，所述前端骨架的兩端分別與兩側的所述縱梁連接，所述縱梁與所述前端骨架的連接處的剛度小于所述縱梁和所述前端骨架任意處的剛度。
[0007]本發明的頭車排障裝置，對前端骨架和縱梁的連接處進行剛度的弱化處理，以便在兩者的連接處形成可變形的結構；在清掃障礙物或者列車發生碰撞時，如果排障裝置所承受的撞擊力超過其所能夠承受的最大載荷值，前端骨架與縱梁的連接處便會產生較大的擠壓變形，使得導流板的前端逐步向后縮進，進而為安裝在頭車前端的吸能部件釋放空間，以保證吸能部件有效吸收撞擊的能量，最終提高車輛的被動安全性，避免發生爬車或者脫軌等重大安全事故。
[0008]可選地，所述前端骨架和所述縱梁均由板材組焊而成，所述連接處的板材的厚度小于所述縱梁和所述前端骨架任意處板材的厚度。
[0009]可選地，所述連接處的板材的橫向尺寸小于所述縱梁和所述前端骨架任意處板材的橫向尺寸。
[0010]可選地，所述縱梁和所述前端骨架的連接處采用剛度小于所述縱梁和所述前端骨架的材料。
[0011]可選地，所述縱梁的前端開設有通孔，以便其前端與所述前端骨架連接而形成所述連接處。
[0012]可選地，所述導流板呈V型設置，所述前端骨架呈扇形焊接在所述導流板的頂面。
[0013]可選地，所述導流板的前端連接有排障板，兩側連接有排障橡膠。
[0014]可選地，所述縱梁的后端連接有橫梁，所述橫梁設有用于與頭車的車體相連的第一連接孔。
[0015]可選地，所述縱梁的頂面設有連接吊座，所述連接吊座設有用于與頭車的底架相連的第二連接孔。
[0016]本發明還提供一種軌道車輛，包括上述任一項所述的頭車排障裝置。
[0017]由于本發明的軌道車輛具有上述任一項所述的頭車排障裝置，故上述任一項所述的頭車排障裝置所產生的技術效果均適用于本發明的軌道車輛，此處不再贅述。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明所提供軌道車輛的頭車排障裝置在一種【具體實施方式】中的立體結構示意圖；
[0019]圖2為圖1所示頭車排障裝置的俯視圖。
[0020]圖1-2 中:
[0021]導流板1、前端骨架2、縱梁3、連接處4、排障板5、排障橡膠6、橫梁7、第一連接孔71、連接吊座8、第二連接孔81、排障橡膠夾板9
【具體實施方式】
[0022]本發明的核心是提供一種軌道車輛及其頭車排障裝置，在發生碰撞事故時，排障裝置能夠及時后移，以便為頭車的吸能部件釋放空間，保證吸能部件的吸能特性，進而提高車輛的被動安全性，防止發生爬車或者脫軌等安全事故。
[0023]軌道車輛通常設有頭車排障裝置，以清除軌道上的障礙物，保證列車的正常行車安全。以下結合附圖和具體實施例，對本發明的頭車排障裝置進行具體說明，以便本領域技術人員更加準確地理解本發明。
[0024]為便于描述，本文采用列車中常用的基本方位對方向進行定義，以平行于列車運行的方向為縱向，在縱向上，處于列車運行前方的方向為前，處于列車運行方向后方的方向為后；在平行于軌道面內，垂直于縱向的方向為橫向，在橫向上，沿列車運行方向看，處于左側的方向為左，處于右側的方向為右；垂直于軌道面的方向為垂向，在垂向上，靠近軌道面的方向為下，遠離軌道面的方向為上。
[0025]本發明提供了一種軌道車輛的頭車排障裝置，主要包括導流板I和支撐在導流板I內部的內部骨架。導流板I整體上可以近似“V”形設置，其外形與頭車司機室的弧度相匹配，以便安裝于司機室底部；導流板I的兩側可以由兩個呈一定角度交叉的折板拼接而成，中間可以通過弧形板連接，以形成整體上類似V形的板；導流板I具有空氣導流的功能，以滿足頭車良好的空氣動力學性能，并具有一定的排障能力，以清除軌道上的障礙物。
[0026]其中，內部骨架包括前端骨架2和縱梁3，支撐于導流板I的內部，構成整個頭車排障裝置的支撐結構。前端骨架2是指連接于導流板I內側面前端的骨架，以支撐導流板I的前端；縱梁3連接在導流板I內側面的兩側，基本上沿車體的縱向延伸，即由前至后在整個導流板I的長度方向上延伸，以支撐導流板I的兩側。所述前端骨架2的兩側端分別與其同側的縱梁3連接，且前端骨架2與縱梁3的連接處4進行剛度的弱化處理，即所述連接處4的剛度小于所述前端骨架2與縱梁3中任一者的任一處的剛度；當發生碰撞時，根據剛度小處先產生變形的原理，必然會在所述連接處4產生擠壓變形，進而使得前端骨架2后移而縮進，為頭車前端的吸能部件釋放空間，以有效吸收能量，避免能量未被吸收而引起爬車或者脫軌等安全事故。
[0027]所述頭車上的吸能部件包括吸能防爬器、薄壁吸能構件等，通常安裝在司機室前端的氣密墻上，或者安裝在司機室內與排障裝置的橫梁7 (參見下文關于橫梁7的描述)處于同一縱向垂面內的其他板體上。
[0028]同時，在頭車排障裝置的一種連接方式中，其后端可以與司機室的氣密墻連接；此時，頭車上的吸能部件恰好部分或者全部處于頭車排障裝置的上方，由于吸能部件在進行吸能處理時所需的行程空間較大，如果頭車排障裝置的剛度過大，則可能影響吸能部件的吸能特性，進而無法有效吸收碰撞能，最終導致爬車或者脫軌等安全事故。
[0029]針對上述情況，本發明在縱梁3與前端骨架2的連接處4進行了剛度的“弱化”處理，一方面，縱梁3和前端骨架2可以保持較大的剛度，以滿足清掃障礙物的強度要求，符合排障裝置的排障要求；另一方面，當法遇到較大障礙物或者發生列車碰撞時，如果排障裝置所承受的載荷大于其最大載荷，前端骨架2便會“定向地”朝向連接處4后移，相當于頭車排障裝置的前端向后縮進，進而將前部的空間釋放，構成吸能部件用于吸能的行程空間的一部分，以便吸能部件有效吸收碰撞能，避免能量過大而引發爬車或者脫軌等重大安全事故。
[0030]所述連接處4是指縱梁3和前端骨架2相連接的部位，具體可以指由兩者的連接部位擴散形成的一定區域，如圖2中A部分所示。
[0031]詳細地，實現連接處4剛度“弱化”的方式多樣，例如，可以對連接處4的結構尺寸、結構形式以及材料屬性等進行改進，以便將連接處4的剛度調整到小于縱梁3和前端骨架2任意處的剛度，所述連接處4相當于形成“預先設置”的變形部，當排障裝置所承受的載荷超過其所能夠承受的最大載荷時，便會在所述連接處4產生變形，整個排障裝置的前端后移，為吸能部件釋放空間。
[0032]在一種【具體實施方式】中，可以改變連接處4的結構尺寸，以實現剛度的“弱化”。
[0033]如圖1和圖2所示，前端骨架2和縱梁3均可以采用板材組焊而成，則連接處4所采用的板材的厚度可以小于縱梁3和前端骨架2中任意處所采用板材的厚度，即對連接處4的板材進行加工，以使得其厚度變薄，進而降低其剛度，提高其柔性，以便在連接處4形成“弱環”。當頭車排障裝置受到超大載荷撞擊時，便會在連接處4產生變形。顯然，本領域技術人員應該可以理解，所述連接處4的“弱環”只是一種形象的說明，并非表示連接處4確實存在連接不可靠的部位，而是說整個連接處4相對易于變形，其剛度較弱；但是，連接處4的剛度仍然能夠保證對軌道上小型障礙物進行清掃，只是相對于縱梁3和前端骨架2的剛度小而已。
[0034]同時，還可以減小所述連接處4的橫向尺寸，即使得連接處4板材的橫向尺寸小于縱梁3和前端骨架2任意處板材的橫向尺寸，將連接處4 “變窄”，以減小連接處4的剛度。
[0035]可見，可以對連接處4的各種結構尺寸進行調整，尤其可以利用其厚度和寬度的尺寸，將連接處4設置成“較薄”且“較窄”的連接